地质雷达在超前预报中的精度研究及应用.pdf

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1、第42卷第4期建筑技术开发Vo1．42，No．42015年4月BuildingTechniqueDevelopmentApr．2015地质雷达在超前预报中的精度研究及应用乔培贞(中铁十四局集团第三工程公司，山东兖州272100)[摘要]地下工程工业化建造是一种可持续发展的地下工程新型建筑生产方式，通过列举国内外地下工程工业化建造的研究进展和应用案例，可看出发展地下工程预制技术具有较明显的经济效益和社会效益；通过方案比选，可分析得到盖挖预制装配技术的关键技术及其可行性。[关键词]超前地质预报；地质雷达；岩溶隧道；预报精度[中图分类号]TU761[文献标

2、志码]B[文章编号]1001—523X(2015)04-0052-04PRECISIONRESEARCHANDAPPLICATIoNoFGRoUNDPENETRATINGRADARlNADVNCEFoRECASTQiaoPei——zhenEAbstract]Consideringtheproblemsonprecisionofadvancegeologicalforecast，aftertheoreticalanalysisandstudyonengineeringpractices，itwasfoundthatgeologicalcondition

3、sinkarsttunnelwerethekeyfactorsinfluencingtheforecastprecisionofgroundpenetratingradar；thevariationlawofrelatedparameterscouldbeobtainedthroughanalysisonthevariationcurveofelectricalconductivityandsoilwatercontent．[Keywords]karsttunnel；geologicalradar；advancegeologicalpredictio

4、n；detectionaccuracy在隧道施工时，掘进方向的岩层常有地下探测方法精度的影响因素研究较少，特别是对于地暗河、断层和溶洞等不良地质状况，隧道工程质条件对雷达精度影响的研究，则更为罕见。本文在岩溶发育地区施工时常会伴有突水突泥、坍通过对开挖地段岩层的电导率、介电常数以及探测塌等地质灾害的发生，若在未探明前方地质情频率对地质雷达分辨率影响的研究，得出不同岩溶况的前提下贸然进行施工，易造成重大损失。地质条件与地质雷达预测精度的关系，并通过工程因此，对隧道掘进前方的地质情况进行超前预实例证明了地质雷达探测法具有分辨率高、图像易报，能有效地提高隧

5、道施工的效率，提升工程识别和结果处理速度陕的优点。质量，保障人员安全。1地质雷达工作原理探地雷达技术是目前分辨率最高的一种物理地质雷达是一种电磁探测技术，由于不同地探测方法，能对岩体中是否存在断层带作出较为下介质对广谱电磁波的反应不同，而地质雷达能准确的判断，并且操作简便，能节省大量的施工观测到位移电流的变化，并根据不同反应预测地时间。由于我国现阶段对于较为复杂的地质探测下介质的分布状况，达到超前探测的目的。研究主要集中在综合超前地质预报，而对于某一种地质雷达进行探测的基本原理如图1所示。发射天线定向地向地下输送高频短脉冲收稿日期：2014-12—1

6、2作者简介：乔培贞(1974一)，男，山东济宁人，工程师，e—mail：电磁波，电磁波在不同电性的地层或目标体2301588141@qq．com。中传播会产生透射和反射，接收天线将收到52第42卷乔培贞：地质雷达在超前预报中的精度研究及应用第4期的反射波信号数字化处理，然后以反射波波含水量／％5l0l5202530形的形式记录在计算机中。通过处理所采集的相关数据，可由反射波的传播时间、幅度及波形来预测地下目标体的大致结构、空间∞g一位置和分布状况。＼辍霞蛊褂曲掣图3土壤中水含量与电导率的关系的频率：s为环境的介电常数。当G

7、1时，电磁波衰减小，这种情况是雷达工作最适宜的条件；当10‘S／mlO之S／m时且满足tr／we时，电磁2影响地质雷达分辨率的因素分析波衰减极大，难于传播，此时不宜使用地质雷介质波速的大小与工作频率的选择是影响达方法。地质雷达分辨率的最主要因素，而介质波速则2．2相对介电常数的影响取决于介电常数￡。相对介质的介电常数主要受到介质含水2．1环境电导率的影响量及其孔隙率的影响，其存在以下经验公式：环境电导率反映介质导电能力，不同介质中=n(1一+(1一(1)电磁波的传播与穿透能力

8、同样受其影响，当电导式中。——空气的相对介电常数；率增大时，穿透深度则减小，反之同样成立，其s——水的相对介